JP6624959B2 - Continuous casting apparatus and slab manufacturing method - Google Patents
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Description
本開示は、連続鋳造装置、及び鋳片の製造方法に関する。 The present disclosure relates to a continuous casting apparatus and a method for manufacturing a slab.
湾曲型又は垂直曲げ型の連続鋳造装置においては、曲がった鋳片を矯正帯において略直線状に矯正する。矯正帯における矯正に伴って鋳片の湾曲内側であるL面側には引っ張り歪が生じる。この引っ張り歪が鋳片の表面における割れを誘発する。このような表面割れは、γ粒界が脆化して熱間延性が低下する温度領域で矯正を行うと発生し易くなることが知られている。 In a curved or vertical bending type continuous casting apparatus, a bent slab is straightened in a straightening band in a substantially straight line. Along with the correction in the correction band, tensile strain is generated on the L surface side, which is the inside of the curve of the slab. This tensile strain induces cracks on the surface of the slab. It is known that such surface cracks are more likely to occur when straightening is performed in a temperature region where the γ grain boundaries are embrittled and hot ductility is reduced.
矯正に伴う鋳片の表面割れを低減するため、特許文献1では、鋳片の表面温度をA3変態点以下に一旦冷却し、その後復熱して矯正する技術が提案されている。この技術では、鋳片の表面部を、オーステナイト粒界(γ粒界)が不明瞭なフェライト及びパーライトが混合した凝固組織にして、割れの発生を抑制している。 In order to reduce the surface cracks of the slab due to the correction, Patent Literature 1 proposes a technique in which the surface temperature of the slab is temporarily cooled to the A3 transformation point or lower, and then reheated to correct it. In this technique, the surface of the slab has a solidified structure in which ferrite and pearlite in which austenite grain boundaries (γ grain boundaries) are indistinct are mixed to suppress generation of cracks.
上記特許文献1では、二次冷却に用いる水の量を所定の範囲にすることによって、鋳片の表面を適切な温度範囲に冷却することが提案されている。これによって、表面の凝固組織が微細化され、表面割れの発生が抑制されるものと考えられる。しかしながら、本発明者らの検討によれば、二次冷却の水の量を制御しても、矯正に伴って、鋳片の表面に局所的に割れが発生してしまう場合があることが分かった。 Patent Literature 1 proposes cooling the surface of a slab to an appropriate temperature range by setting the amount of water used for secondary cooling to a predetermined range. Thereby, it is considered that the solidified structure on the surface is refined and the occurrence of surface cracks is suppressed. However, according to the study of the present inventors, it has been found that even if the amount of water for secondary cooling is controlled, cracks may be locally generated on the surface of the slab with correction. Was.
そこで、本発明は、一つの側面において、表面割れの発生を十分に抑制することが可能な連続鋳造装置を提供することを目的とする。本発明は、別の側面において、表面割れが十分に低減された鋳片を製造することが可能な鋳片の製造方法を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide, in one aspect, a continuous casting apparatus capable of sufficiently suppressing the occurrence of surface cracks. Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a slab that can manufacture a slab having sufficiently reduced surface cracks.
本発明は、一つの側面において、鋳型から抜き出される鋳片を冷却する二次冷却帯と、二次冷却帯よりも下流側で鋳片を矯正する矯正帯と、を備える連続鋳造装置であって、二次冷却帯と矯正帯との間に、鋳片のL面側の表面にガスを吹き付けるガス吐出部と、ガスを吹き付けた表面に水を供給して鋳片の表面をA1変態点以下に冷却する水供給部と、を備える連続鋳造装置を提供する。 The present invention, in one aspect, is a continuous casting apparatus including a secondary cooling zone that cools a slab extracted from a mold, and a straightening zone that straightens the slab downstream of the secondary cooling zone. Between the secondary cooling zone and the straightening zone, a gas discharge section for blowing gas to the surface on the L-plane side of the slab, and supplying water to the gas-sprayed surface to change the surface of the slab to the A1 transformation point. The present invention provides a continuous casting apparatus including a water supply unit for cooling.
上記連続鋳造装置では、ガス吐出部が鋳片のL面側の表面にガスを吹き付けることによって、鋳片の表面に付着し冷却を阻害する酸化物などのスケールが除去される。このスケール除去により、水供給部から供給される水による冷却の際に、鋳片の表面における局所的な冷却温度のばらつきが抑制される。これによって、鋳片の表面全体がA1変態点以下に冷却されて微細化され、局所的な表面割れが発生することを抑制できる。 In the above continuous casting apparatus, the gas discharge unit blows the gas onto the surface on the L-plane side of the slab to remove scales such as oxides that adhere to the surface of the slab and hinder cooling. This scale removal suppresses local variation in cooling temperature on the surface of the slab during cooling with water supplied from the water supply unit. As a result, the entire surface of the slab is cooled below the A1 transformation point to be miniaturized, and the occurrence of local surface cracks can be suppressed.
上記ガス吐出部は、鋳片のL面側の表面におけるコーナー部にガスを吹き付けるように構成され、水供給部は、鋳片のL面側の表面におけるコーナー部に水を供給するように構成されていてもよい。鋳片のコーナー部は、他の部分に比べて矯正の際に表面割れが生じ易い。このため、L面側の表面におけるコーナー部にガスを吹き付けてスケールを除去し、その部分に水を供給して冷却すれば、コーナー部の表面の凝固組織を一層均一に微細化することができる。一方で、鋳片のL面側の表面における両コーナー部の間の中央部では過剰な冷却が回避され、矯正前に円滑に復熱させることができる。 The gas discharge unit is configured to blow gas to a corner on the L-side surface of the slab, and the water supply unit is configured to supply water to a corner on the L-side surface of the slab. It may be. Surface cracks are more likely to occur at the corners of the slab during straightening than at other parts. For this reason, if the gas is blown to the corners on the surface on the L-plane side to remove the scale and water is supplied to the portions for cooling, the solidified structure on the surface of the corners can be more uniformly refined. . On the other hand, excessive cooling is avoided at the center between the two corners on the L-surface side of the slab, and the heat can be smoothly recovered before straightening.
鋳片のL面側の表面は、水供給部によって冷却した後に鋳片内部からの伝熱によりA3変態点以上に復熱される。これによって、矯正の際に生じる鋳片の表面割れを一層低減することができる。 The surface on the L-plane side of the slab is cooled by the water supply unit and then reheated to the A3 transformation point or higher by heat transfer from the inside of the slab. As a result, the surface cracks of the slab that occur during straightening can be further reduced.
本発明は、別の側面において、鋳片を二次冷却帯で二次冷却する第1冷却工程と、二次冷却された鋳片のL面側の表面にガスを吹き付けるガス吐出工程と、ガスを吹き付けた表面に水を供給して鋳片の表面をA1変態点以下に冷却する第2冷却工程と、第2冷却工程で冷却された鋳片のL面側の表面をA3変態点以上に復熱させる復熱工程と、復熱工程の後に鋳片を矯正する矯正工程と、を有する、鋳片の製造方法を提供する。 In another aspect, the present invention provides a first cooling step of secondary cooling a slab in a secondary cooling zone, a gas discharging step of blowing a gas onto the L-side surface of the secondary cooled slab, A cooling step in which the surface of the slab is cooled below the A1 transformation point by supplying water to the surface sprayed with, and the surface on the L-plane side of the slab cooled in the second cooling step is raised above the A3 transformation point. Provided is a method for manufacturing a cast piece, comprising: a recuperating step of recuperating; and a correcting step of correcting the cast piece after the recuperating step.
上述の鋳片の製造方法では、鋳片のL面側の表面にガスを吹き付けるガス吐出工程によって、鋳片の表面に付着し冷却を阻害する酸化物などのスケールが除去される。したがって、第2冷却工程における水による冷却の際に、鋳片の表面における冷却温度の局所的なばらつきが抑制される。これによって、鋳片の表面全体がA1変態点以下に冷却されて微細化され、局所的な表面割れが発生することを抑制できる。 In the above-described method for manufacturing a slab, a scale such as an oxide that adheres to the surface of the slab and hinders cooling is removed by a gas discharging step of blowing a gas onto the L-side surface of the slab. Therefore, at the time of cooling with water in the second cooling step, local variations in cooling temperature on the surface of the slab are suppressed. As a result, the entire surface of the slab is cooled below the A1 transformation point to be miniaturized, and the occurrence of local surface cracks can be suppressed.
上記製造方法は、第2冷却工程と矯正工程との間に復熱工程を有する。この復熱工程では、鋳片のL面側の表面を鋳片内部からの伝熱によりA3変態点以上に復熱させる。これによって、矯正の際に生じる鋳片の表面割れを一層低減することができる。 The manufacturing method has a recuperation step between the second cooling step and the straightening step. In this heat recovery step, the surface of the slab on the L-plane side is reheated to the A3 transformation point or higher by heat transfer from the inside of the slab. As a result, the surface cracks of the slab that occur during straightening can be further reduced.
上記ガス吐出工程では、鋳片のL面側の表面におけるコーナー部にガスを吹き付け、上記第2冷却工程では、鋳片のL面側の表面におけるコーナー部に水を供給してもよい。鋳片のコーナー部は、他の部分に比べて矯正の際に表面割れが生じ易い。このため、L面側の表面におけるコーナー部にガスを吹き付けてスケールを除去し、その部分に水を供給して冷却すれば、コーナー部の表面の凝固組織を一層均一に微細化することができる。一方で、鋳片のL面側の表面における両コーナー部の間の中央部では過剰な冷却が回避され、矯正前に円滑に復熱させることができる。 In the gas discharging step, a gas may be blown to a corner on the L-side surface of the slab, and in the second cooling step, water may be supplied to a corner on the L-side surface of the slab. Surface cracks are more likely to occur at the corners of the slab during straightening than at other parts. For this reason, if the gas is blown to the corners on the surface on the L-plane side to remove the scale and water is supplied to the portions for cooling, the solidified structure on the surface of the corners can be more uniformly refined. . On the other hand, excessive cooling is avoided at the center between the two corners on the L-side surface of the slab, and the heat can be smoothly recovered before straightening.
本発明は、一つの側面において、表面割れの発生を十分に抑制することが可能な連続鋳造装置を提供できる。本発明は、別の側面において、表面割れが十分に低減された鋳片を製造することが可能な鋳片の製造方法を提供できる。 The present invention, in one aspect, can provide a continuous casting apparatus capable of sufficiently suppressing the occurrence of surface cracks. The present invention, in another aspect, can provide a method for manufacturing a slab that can manufacture a slab having sufficiently reduced surface cracks.
以下、場合により図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。ただし、以下の実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明を以下の内容に限定する趣旨ではない。説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用い、場合により重複する説明は省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。更に、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings as necessary. However, the following embodiments are examples for describing the present invention, and are not intended to limit the present invention to the following contents. In the description, the same elements or elements having the same functions will be denoted by the same reference symbols, and duplicate description will be omitted in some cases. Unless otherwise specified, the positional relationship such as up, down, left, and right is based on the positional relationship shown in the drawings. Further, the dimensional ratios in the drawings are not limited to the illustrated ratios.
図1は、本実施形態の湾曲型の連続鋳造装置100を模式的に示す図である。連続鋳造装置100は、溶鋼101が満たされる取鍋102と、取鍋102の下方に設けられ、取鍋102の底部から取鍋ノズル103の筒孔を通過する溶鋼101を貯留するタンディッシュ105と、タンディッシュ105の下方に設けられる鋳型104と、鋳片支持部110を備える。
FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a curved
鋳片支持部110は、鋳型104から引き抜かれた鋳片10を下方に流通させる二次冷却帯14と、湾曲した鋳片10を矯正帯16に送り出す円弧部15と、湾曲させた鋳片10を曲げ戻す矯正帯16と、鋳片10を水平方向へ搬送する水平帯17を有する。二次冷却帯14及び円弧部15には、それぞれ、鋳片10を厚み方向に挟んで対向するように、鋳片10と外周面において接触するサポートロール20が設けられている。
The
サポートロール20は、鋳片10の幅方向に沿って延在する回転軸を有しており、回転軸を中心にして回転しながら鋳片10を下流側に流通させるように構成されている。鋳片10は、サポートロール20によって案内され、二次冷却帯14、及び円弧部15を進行して、矯正帯16に進入する。
The
円弧部15の下流側には、矯正帯16が設けられている。矯正帯16は、鋳片10を厚み方向に挟んで対向するように、鋳片10と外周面において接触する複数の矯正ロール22を有する。円弧部15を通過した鋳片10は、複数の矯正ロール22によって曲げ戻され略直線状に矯正される。矯正ロール22は、サポートロール20と同様に、鋳片10の幅方向に沿って延在する回転軸を有しており、回転軸を中心にして回転しながら鋳片10を押圧して矯正する。矯正帯16の下流側に配置される水平帯17には、サポートロール24が設けられている。矯正帯16で矯正された鋳片10は、水平帯17によって、水平方向に引き抜かれる。
A
鋳片10は、ブルーム、ビレット又はスラブであってもよい。ブルームは、厚さ方向に沿って切断したときの断面でみたときに、例えば200mm×200mm以上の断面積を有していてもよい。ビレットは、上記断面でみたときに、例えば50mm×50mm以上で、且つ200mm×200mm未満の断面積を有していてもよい。スラブは、上記断面でみたときに、短辺が50mm以上で、長辺が800〜3000mmであってもよい。
The
タンディッシュ105内の溶鋼101は、鋳型104において一次冷却され、表面部が凝固する。これによって鋳片10の表面部には所謂凝固シェル11が形成される。一方、鋳片10は、凝固シェル11の内部に溶融部(未凝固部)12を有する。鋳片10の表面の温度は、例えば、放射温度計によって測定される。鋳片10の表面の温度は、凝固伝熱解析による計算によって求めてもよい。
The
鋳型104で一次冷却された鋳片10は、二次冷却帯14において更に冷却される。これによって、凝固シェル11が成長し、溶融部12が縮小する。二次冷却帯14には、鋳片10の表面に冷却水を吐出するノズル30が設けられている。ノズル30は、鋳片10のL面、F面及びS面(サイド面)の四方の表面に冷却水を吐出する。これによって、両側の表面において凝固シェルが成長する。ノズル30から吐出される冷却水の作用によって、鋳片10の表面は、例えば900〜1000℃に冷却される。このように冷却することによって、凝固シェル11が成長するとともに、鋳片10の表面にスケールが生成する。
The
図2は、鋳片10のL面側における表面の温度の挙動の一例を示すグラフである。図2の横軸は、鋳型104からの距離であり、縦軸は温度である。図2における区間R1が、二次冷却の区間に相当する。二次冷却によって、鋳片10の表面は、例えば960℃まで冷却される。鋳片10は、二次冷却の後、例えば980℃まで復熱される。なお、上述の冷却温度及び復熱温度は、鋳造条件に応じて適宜調整可能である。
FIG. 2 is a graph showing an example of the behavior of the temperature of the surface on the L-plane side of the
図1に戻り、二次冷却帯14において冷却された鋳片10は、円弧部15に進入する。本明細書において、円弧部15は、二次冷却帯14と矯正帯16との間の領域をいう。円弧部15において、鋳片10は、図2に示すように復熱されてもよい。
Returning to FIG. 1, the
円弧部15には、上流側から、鋳片10のL面側の表面にガスを吹き付けるガス吐出部40と、鋳片10のL面側の表面に冷却水を供給する水供給部50とが設けられる。鋳片10のL面とは、湾曲された鋳片10の内周面である。L面とは反対側の外周面は、F面(固定面)といわれることもある。
The
円弧部15の下流側に配置される矯正帯16では、鋳片10のL面側に大きな引っ張り歪が生じる。このため、L面側には、矯正に伴う表面割れが生じやすい。この表面割れを低減するため、ガス吐出部40及び水供給部50は、それぞれL面側の表面にガス及び冷却水を供給するように構成される。ただし、ガス吐出部40及び水供給部50は、L面側とともに、F面側の表面にもガス及び冷却水を供給するように構成されていてもよい。装置構成の簡素化及び鋳片の製造の効率化を図る観点から、ガス吐出部40及び水供給部50は、L面側の表面のみにガス及び冷却水を供給するように構成されることが好ましい。
In the
ガス吐出部40は、鋳片10のL面側にガスを吹き付けて、鋳片10のL面側の表面に付着したスケールを除去可能な構成を採用することができる。スケールを除去可能な構造であればよく、その構造は特定のものに限定されない。ガスとしては、空気又は不活性ガスなどを用いることができる。スケールとしては、酸化物(スラグ)などの異物が挙げられる。
The
図3は、ガス吐出部40の一例を模式的に示す図である。ガス吐出部40は、ガスを吐出する一対のノズルで構成される。ガス吐出部40は、鋳片10のL面側の表面10aにおけるコーナー部19に向けて、ガスを吐出するように構成される。例えば、ノズルの吐出口を、L面側の表面10aにおけるコーナー部19に向けることによって、ガスを当該コーナー部19に向けて吐出してもよい。なお、コーナー部19は、鋳片10の角、及びその近傍を含む部分である。図3において、表面10aにおけるコーナー部19は、長さL1を有する。
FIG. 3 is a diagram schematically illustrating an example of the
鋳片10のL面側の表面10aにおけるコーナー部19に向けてガスを吐出するガス吐出部40を備えることによって、L面側の表面10aのうちコーナー部19側の表面10aに付着するスケールを効率的に除去することができる。これによって、スケールの付着による鋳片10の表面10aの水供給部50による冷却不足を十分に回避することができる。
By providing the
ガス吐出部40から吐出されるガスが接触する表面10aの領域に特に制限はないが、図3に示すような鋳片10の横断面でみたときに、L1が50〜150mmとなるようにガスが吐出されてもよい。L1は、鋳片10の横断面において、ガス吐出部40から吐出されたガスが衝突する領域の幅(表面10aのそれぞれの幅)に相当する。図3には、一対のノズルしか示されていないが、ガス吐出部40は、鋳片10の長手方向に沿って所定の間隔で複数並べて配置されるノズルで構成されてもよい。
There is no particular limitation on the area of the
ガス吐出部40から吐出されるガスの吐出圧に特に制限はない。スケールを十分に除去しつつ過冷却を抑制する観点から、ガス吐出部40からのガスの吐出圧は、例えば0.3〜0.5MPaであってもよい。
The discharge pressure of the gas discharged from the
ガス吐出部40とともに、二次冷却帯14にガスを吐出する吐出部を別途設けて、水による二次冷却の前に、鋳片10のL面側の表面にガスを吹き付けてスケールを除去してもよい。ただし、二次冷却帯14では凝固シェル11の成長が十分に進行していないため、二次冷却後に析出するスケールの除去は、ガス吐出部40にて行う。
A discharge unit for discharging gas to the
図3は、図1のIII−III線断面図であり、水供給部50の一例を模式的に示す図である。水供給部50は、水を吐出する一対のノズルで構成される。水供給部50は、鋳片10のL面側の表面10aにおけるコーナー部19に向けて、水を吐出するように構成される。例えば、ノズルの吐出口を、表面10aにおけるコーナー部19に向けることによって、水を表面10aにおけるコーナー部19に衝突させてもよい。水は、水供給部50からスプレー状に吐出されてもよい。図3には、一対のノズルしか示されていないが、水供給部50は、鋳片10の長手方向に沿って所定の間隔で複数並べて配置されるノズルで構成されてもよい。水供給部50のノズルは、二重管ノズルであってもよい。
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line III-III of FIG. 1, and is a diagram schematically illustrating an example of the
鋳片10のL面側の表面10aにおけるコーナー部19に向けて水を供給する水供給部50を用いることによって、コーナー部19側の表面10aを効率的に冷却することができる。これによって、コーナー部19側の表面10aの凝固組織を、十分に微細化することができる。また、コーナー部19よりもクラックが発生し難いコーナー部19の間の中央部における表面10aの過剰な冷却を回避することができる。これによって、矯正前に鋳片10の復熱を円滑に行うことが可能となり、表面割れを十分に抑制しつつ、鋳片の製造プロセスの一層の効率化を図ることができる。
By using the
水供給部50から吐出される水が接触する領域に特に制限はないが、図3に示すような鋳片10の横断面でみたときに、例えばL1が50〜150mmとなるように水が吐出されてもよい。L1は、鋳片10の横断面において、水供給部50から吐出された冷却水が衝突する領域の幅(表面10aの幅)に相当する。水供給部50からの冷却水の供給量は、鋼の種類、及び鋳造速度等の鋳造条件に応じて適宜設定される。
There is no particular limitation on the region where the water discharged from the
鋳片10の表面10aは、水供給部50から供給される水によって、例えば、A1変態点以下に冷却される。これによって、鋳片10のL面側の表面10a付近における凝固組織が変態して微細化する。鋳片10のL面側の表面10aは、例えば700℃以下、好ましくは650℃以下に冷却されてもよい。このような温度にまで冷却することによって、鋳片10の表面10a付近における凝固組織の微細化が一層促進される。これによって、鋳片10のL面側の表面10aにおけるクラックの発生を十分に抑制することができる。
The
図2の区間R2は、水供給部50から供給される冷却水による冷却区間に相当する。水供給部50から冷却水が供給されることによって、鋳片10の表面10aは約600℃まで冷却される。
The section R2 in FIG. 2 corresponds to a cooling section using cooling water supplied from the
円弧部15では、鋳片10の表面10aは、水供給部50からの冷却水によって冷却された後、鋳片10の溶融部12の熱により復熱される。例えば、A3変態点以上に復熱されることによって、矯正帯16における矯正の際に発生するクラックを一層低減することができる。図2の例では、矯正される前に、鋳片10の表面10aは、A3変態点(850℃)以上に復熱されている。鋳片10の復熱は、鋳片10の溶融部12からの熱による方法の他に、鋳片10に誘導電流を生じさせるように構成される、導体からなるコイルを備える誘導加熱器を用いて行ってもよい。
In the
図4は、連続鋳造装置100に設けられるガス吐出部の別の例を模式的に示す図である。ガス吐出部40Aは、ガスを吐出するノズルで構成される。図4には、一本のノズルしか示されていないが、ガス吐出部40Aは、鋳片10の長手方向に沿って所定の間隔で複数並べて配置されるノズルで構成されてもよい。ガス吐出部40Aは、鋳片10のL面側の表面10a全体に向けて、ガスを吐出するように構成される。ガス吐出部40Aは、鋳片10のL面側の表面10aにおけるスケールを除去することができる。図4のガス吐出部40Aは、図3のガス吐出部40よりも、ノズルの本数を少なくすることができる。したがって、装置構成を簡素化することができる。
FIG. 4 is a diagram schematically illustrating another example of the gas discharge unit provided in the
図4は、連続鋳造装置100に設けられる水供給部の別の例を模式的に示す図である。水供給部50Aは、水を吐出するノズルで構成される。図4には、一本のノズルしか示されていないが、水供給部50Aは、鋳片10の長手方向に沿って所定の間隔が複数並べられたノズルで構成されてもよい。水供給部50Aは、鋳片10の表面10a全体に向けて、水を吐出するように構成される。水供給部50Aから吐出される冷却水によって、鋳片10のL面側の表面10aはA1変態点以下に冷却される。図4の水供給部50Aは、図3の水供給部50よりも、ノズルの本数を少なくすることができる。したがって、装置構成を簡素化することができる。A1変態点は、鋳片の組成によって変動するが、概ね700℃程度である。鋳片10は、例えば、Nb,V,Ni,Cu等の合金元素を含有する低合金鋼である。
FIG. 4 is a diagram schematically illustrating another example of the water supply unit provided in the
円弧部15で冷却された鋳片10は、必要に応じて復熱された後、矯正帯16に進入する。矯正帯16において、鋳片10は矯正ロール22によって圧下されて略直線状に矯正される。矯正された鋳片10は、水平帯17に進入する。水平帯17では、鋳片10は圧下又は軽圧下されてもよい。
The
図5は、連続鋳造装置100を用いて製造される鋳片10の表面10a付近における凝固組織の一例を模式的に示す拡大断面図である。鋳片10は、表面10a側から、微細化された凝固組織を有する変態部10Aと、変態部10Aよりも内部に、変態部10Aよりも大きい結晶粒で構成される未変態部10Bとを有する。図5には、変態部10Aと未変態部10Bとの境界を含む領域Eを拡大して示している。変態部10Aは、γ粒界にフェライトが粒状に生成することによって、γ粒界が消失した領域である。一方、未変態部10Bは、γ粒界に沿ってフェライトがフィルム状に生成している領域であり、明りょうなγ粒界が認められる領域である。
FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view schematically illustrating an example of a solidified structure near the
変態部10Aにおける結晶粒の粒径は、例えば10μm以下である。一方、未変態部10Bにおいてγ粒界で区画される結晶粒の粒径は、例えば100μm以上である。変態部10Aと未変態部10Bの組織の相違は、鋳片から切り出されたサンプルを研磨し、5%ナイタール腐食を行った後に電子顕微鏡、又は光学顕微鏡で観察することによって確認できる。
The grain size of the crystal grains in transformed
鋳片10のL面側の表面10aは、変態部10Aで構成されており、未変態部10Bが露出していない。このため、矯正帯16において鋳片10が矯正される際に、表面割れの発生を十分に抑制することができる。変態部10Aの厚さは、例えば、1〜30mmである。本実施形態では、鋳片10のL面側の表面10aにおける未変態率を10%以下、好ましくは5%以下にすることができる。なお、未変態率は、ライン方向に沿った切断面でみたときに、表面10aにおいて、鋳片10の全体長さに対し、変態部が形成されていない部分の長さの比率として求められる。
The
図6は、従来の連続鋳造装置を用いて製造される鋳片10のL面側の表面10c付近における凝固組織を模式的に示す拡大断面図である。鋳片10のL面側の表面10cには、未変態部10Bが露出している。露出した未変態部10Bは、鋳片10の表面10cに付着したスケールによって冷却不足が生じることに起因している。未変態部10Bには、変態部10Aよりも脆いため、矯正の際に、表面10cに露出した未変態部10Bに表面割れ200が生じている。
FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view schematically showing a solidified structure near the
本実施形態の鋳片10の製造方法は、図1に示す連続鋳造装置100を用いて行うことができる。本実施形態の鋳片の製造方法は、鋳片10を二次冷却帯14で二次冷却する第1冷却工程と、二次冷却された鋳片10のL面側の表面10aにガスを吹き付けるガス吐出工程と、ガスを吹き付けた表面10aに水を供給して鋳片10の表面10aをA1変態点以下に冷却する第2冷却工程と、第2冷却工程で冷却された鋳片10のL面側の表面10aをA3変態点以上に復熱させる復熱工程と、復熱工程の後に鋳片10を矯正する矯正工程と、を有する。
The method for manufacturing the
第1冷却工程では、二次冷却帯14に設けられたノズル30から吐出される冷却水によって、鋳片10が冷却される。冷却後の鋳片10の表面の温度は、例えば900〜1000℃である。なお、第1冷却工程の前に、溶鋼101は鋳型104において、表面を1200℃程度に一次冷却して凝固シェル11を形成する工程(予備冷却工程)を行う。
In the first cooling step, the
ガス吐出工程では、ガス吐出部40を用いて、二次冷却された鋳片10のL面側の表面10aにガスを吹き付けて、表面10aに付着するスケールを除去する。ガス吐出工程では、図3に示すように、鋳片10の表面10aにおけるコーナー部19に向けてガスを吹き付けて、主にコーナー部19の表面10aに付着するスケールを除去してもよい。これによって、後述する第2冷却工程において、表面割れが発生し易い、表面10aにおけるコーナー部19を十分に冷却することができる。なお、ガス吐出工程では、図4に示すように、鋳片10の表面10a全体に向けて、ガスを吐出するように構成されたガス吐出部40Aを用いてもよい。
In the gas discharging step, gas is blown onto the L-
第2冷却工程では、水供給部50を用いて、ガスを吹き付けた表面10aに水を供給して鋳片10の表面10aをA1変態点以下に冷却する。これによって、鋳片10のL面側の表面10a付近における凝固組織を変態して微細化する。第2冷却工程において、鋳片10のL面側の表面は、例えば700℃以下、好ましくは650℃以下に冷却されてもよい。これによって、鋳片10のL面側の表面10aの凝固組織を十分に微細化することができる。
In the second cooling step, water is supplied to the
第2冷却工程では、図3に示すように、鋳片10の表面10aにおけるコーナー部19に冷却水を供給してもよい。これによって、コーナー部19側の表面10aの凝固組織を一層確実に微細化することができる。一方で、鋳片10の両コーナー部19の間の中央部における表面10aでは過剰な冷却が回避され、矯正前に鋳片10を円滑に復熱させることができる。なお、第2冷却工程では、図4に示すように、鋳片10の表面10a全体に向けて、冷却水を吐出するように構成された水供給部50Aを用いてもよい。
In the second cooling step, as shown in FIG. 3, cooling water may be supplied to
鋳片10の製造方法は、第2冷却工程と矯正工程との間に復熱工程を有する。復熱工程は鋳片10のL面側の表面10aを850℃以上に復熱する。これによって、鋳片10のL面側の表面10aにおける表面割れの発生を一層十分に抑制することができる。なお、本実施形態の鋳片10の製造方法には、上述の連続鋳造装置100の説明内容が適宜適用される。
The method for manufacturing the
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではない。例えば、上述の実施形態では、鋳片10のL面側の表面10aのみに、ガス吐出部及び水供給部から、それぞれ、ガス及び水を供給していたが、これに限定されない。例えば、ガス吐出部からのガスの吐出は、L面側及び鋳片の湾曲外側であるF面側の両方、又は、L面、F面及び鋳片の湾曲側面であるS面を含む四方の表面全てに対して行ってもよい。また、水供給部からの水の供給も、L面側及びF面側の両方、又は、L面、F面及びS面を含む四方の表面全てに対して行ってもよい。ただし、水供給部からの水による冷却後の復熱を円滑に行う観点から、水供給部からの水の供給は、L面側の表面のみに行ってもよい。また、装置構成を簡略化する観点から、ガス吐出部からのガスの吐出、及び水供給部からの水の供給は、L面側の表面のみに行ってもよい。連続鋳造装置は、湾曲型に限定されるものではなく、垂直曲げ型であってもよい。垂直曲げ型の連続鋳造装置の場合も、円弧部とは、二次冷却帯の下流側の領域をいい、円弧部は、二次冷却帯と矯正帯との間に配置される。
As described above, the preferred embodiments of the present invention have been described, but the present invention is not limited to the above embodiments. For example, in the above-described embodiment, the gas and water are supplied from the gas discharge unit and the water supply unit only to the
実施例及び比較例を参照して本発明の内容をより詳細に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。 The content of the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to the following Examples.
(実施例1)
図1に示す連続鋳造装置を用いて、鋳片の製造を行った。ガス吐出部及び水供給部としては、図3に示すような一対のノズル(内径:10mm)を、鋳片のL面側のみに配置した。ガス吐出部及び水供給部のノズルは、その中心線が鋳片のコーナーから内側に50mmの位置(図3のL1が100mmとなる位置)に配置した。また、それぞれのノズルは、ガス及び水の吐出口が鋳片の上面から100mmの高さとなるように配置した。
(Example 1)
A slab was manufactured using the continuous casting apparatus shown in FIG. As the gas discharge section and the water supply section, a pair of nozzles (inner diameter: 10 mm) as shown in FIG. 3 were arranged only on the L-face side of the slab. The nozzles of the gas discharge part and the water supply part were arranged at a position where the center line was 50 mm inward from the corner of the slab (the position where L1 in FIG. 3 was 100 mm). In addition, each nozzle was arranged such that the gas and water discharge ports were at a height of 100 mm from the upper surface of the slab.
上述のように配置されたガス吐出部のノズルからは、鋳片のL面側の表面におけるコーナー部に向けて、空気を0.5MPaの吐出圧で吹き付けた。その後、空気が吹き付けられた鋳片のL面側の表面におけるコーナー部に、水をスプレー状にして吐出した。鋳片の製造条件は以下のとおりとした。
・鋳造速度:0.5m/分
・鋳片サイズ:400mm×500mm(厚さ×幅)
Air was blown from the nozzles of the gas discharge unit arranged as described above at a discharge pressure of 0.5 MPa toward a corner on the L-side surface of the slab. Thereafter, water was sprayed and discharged to a corner portion on the surface on the L side of the slab to which air had been blown. The production conditions of the slab were as follows.
-Casting speed: 0.5 m / min-Slab size: 400 mm x 500 mm (thickness x width)
水供給部から水を供給して鋳片のL面側の表面を600℃まで冷却した後、鋳片を約870℃まで復熱させた。その後、矯正帯にて直線状に矯正し、鋳片を得た。鋳片のL面側の表面の温度変化は、図2に示すとおりであった。得られた鋳片を切り出して、凝固組織の評価用のサンプルを得た。ライン方向に沿い、L面に垂直な切断面において凝固組織の評価を行った。評価は、L面側の表面近傍において、目視にて行った。鋳片のライン方向に沿った所定長さ(L2=100mm)に対する、変態部が形成されていない部分の長さ(L0)の比率を未変態率(L0/L2×100)として算出した。また、電子顕微鏡を用いて、コーナー部におけるL面側の表面における表面割れの個数を調べ、長さ10mmあたりの表面割れの個数を算出した。なお、表面割れは、深さ方向の長さが50μm以上のもののみをカウントした。これらの結果を表1に示す。 After water was supplied from the water supply unit to cool the surface of the slab on the L-plane side to 600 ° C., the slab was reheated to about 870 ° C. Then, it was straightened in a straightening band to obtain a cast piece. The temperature change of the surface on the L side of the slab was as shown in FIG. The obtained slab was cut out to obtain a sample for evaluating a solidified structure. The evaluation of the solidification structure was performed on a cut surface perpendicular to the L plane along the line direction. The evaluation was performed visually near the L-side surface. The ratio of the length (L0) of the portion where the transformed portion was not formed to the predetermined length (L2 = 100 mm) along the line direction of the slab was calculated as the untransformed rate (L0 / L2 × 100). In addition, the number of surface cracks on the surface on the L-plane side at the corners was examined using an electron microscope, and the number of surface cracks per 10 mm in length was calculated. The number of surface cracks was counted only when the length in the depth direction was 50 μm or more. Table 1 shows the results.
(比較例1)
ガス吐出部からガスを吹き付けなかったこと以外は、実施例1と同様にして鋳片を製造した。得られた鋳片の断面を実施例1と同様にして評価した。評価結果を表1に示す。
(Comparative Example 1)
A slab was produced in the same manner as in Example 1 except that no gas was blown from the gas discharge portion. The cross section of the obtained slab was evaluated in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the evaluation results.
表1に示すとおり、実施例1の鋳片では、未変態率が0であった。すなわち、図5に示すように、鋳片のL面側の表面が全て変態部で覆われていた。このため、表面割れが発生していなかった。一方、比較例1の鋳片では、図6に示すように、未変態部が鋳片のL面側の表面に露出していた。そして、表面に露出する未変態部に表面割れが発生していた。これらの結果から、鋳片のL面側の表面にガスを吹き付けて、当該表面に水を供給して冷却することによって、表面割れが低減できることが確認された。 As shown in Table 1, in the slab of Example 1, the untransformed rate was 0. That is, as shown in FIG. 5, the entire surface of the slab on the L side was covered with the transformed part. For this reason, no surface cracks occurred. On the other hand, in the slab of Comparative Example 1, as shown in FIG. 6, the untransformed portion was exposed on the surface on the L-plane side of the slab. Then, a surface crack occurred in the untransformed portion exposed on the surface. From these results, it was confirmed that the surface cracks could be reduced by blowing gas onto the L-side surface of the slab and supplying and cooling water to the surface.
本開示によれば、表面割れの発生を十分に抑制することが可能な連続鋳造装置を提供できる。また、本開示によれば、表面割れが十分に低減された鋳片を製造することが可能な鋳片の製造方法を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this indication, the continuous casting apparatus which can suppress generation | occurrence | production of a surface crack sufficiently can be provided. Further, according to the present disclosure, it is possible to provide a method of manufacturing a slab that can manufacture a slab in which surface cracks are sufficiently reduced.
10…鋳片、10A…変態部、10B…未変態部、10a…表面、11…凝固シェル、12…溶融部、14…二次冷却帯、15…円弧部、16…矯正帯、17…水平帯、19…コーナー部、20,24…サポートロール、22…矯正ロール、30…ノズル、40,40A…ガス吐出部、50,50A…水供給部、100…連続鋳造装置、101…溶鋼、102…取鍋、103…取鍋ノズル、104…鋳型、105…タンディッシュ、110…鋳片支持部,200…表面割れ。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記二次冷却帯と前記矯正帯との間に、
湾曲した前記鋳片の内周面であるL面側の表面にガスを吹き付けるガス吐出部と、
前記ガスを吹き付けた前記表面に水を供給して前記鋳片の前記表面をA1変態点以下に冷却する水供給部と、を備える連続鋳造装置。 A secondary casting zone that cools the cast slab extracted from the mold, and a straightening zone that straightens the cast slab downstream of the secondary cooling zone, comprising:
Between the secondary cooling zone and the straightening zone,
A gas discharge unit that blows a gas on the surface on the L surface side, which is the inner peripheral surface of the curved slab,
A water supply unit for supplying water to the surface to which the gas has been blown to cool the surface of the slab to an A1 transformation point or lower.
前記水供給部は、前記鋳片の前記L面側の前記表面におけるコーナー部に前記水を供給するように構成される、請求項1に記載の連続鋳造装置。 The gas discharge unit is configured to blow the gas to a corner portion of the surface of the L side of the slab,
The water supply unit configured to supply the water to the corner portion of the surface of the L side of the slab, a continuous casting apparatus according to claim 1.
前記鋳片を二次冷却帯で二次冷却する第1冷却工程と、
二次冷却され、湾曲した前記鋳片の内周面であるL面側の表面にガスを吹き付けるガス吐出工程と、
前記ガスを吹き付けた前記表面に水を供給して前記鋳片の前記表面をA1変態点以下に冷却する第2冷却工程と、
前記第2冷却工程で冷却された前記鋳片の前記L面側の前記表面をA3変態点以上に復熱させる復熱工程と、
前記復熱工程の後に前記鋳片を矯正する矯正工程と、を有する、鋳片の製造方法。 A method for producing a slab using a continuous casting apparatus,
A first cooling step of secondary cooling the slab in a secondary cooling zone,
Secondary cooling, a gas discharge step of blowing a gas to the surface on the L surface side, which is the inner peripheral surface of the curved slab,
A second cooling step of supplying water to the surface sprayed with the gas to cool the surface of the slab to an A1 transformation point or lower;
A recuperation step of recuperating the L-side surface of the slab cooled in the second cooling step to an A3 transformation point or higher;
And a straightening step of straightening the slab after the recuperation step.
前記第2冷却工程では、前記鋳片の前記L面側の前記表面におけるコーナー部に前記水を供給する、請求項4に記載の鋳片の製造方法。 Wherein the gas discharge step, by blowing the gas to the corner portion of the surface of the L side of the slab,
In the second cooling step, the manufacturing method of the supplying the water in the corner portion in the surface of the L side, cast strip of claim 4 of the slab.
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